Zr 在 Al 中的溶解度的第一性原理研究
材料科学
2009-11-10 v1
摘要
实验上已知 Zr 在 Al 中的溶解度极限。Al3Zr 具有稳定结构 DO23 和金刚石结构 L12。因此存在一种金刚石结构的溶解度极限，仅有少量实验数据可用。本研究旨在通过 ab initio 计算获得 Zr 在 Al 中的稳定相以及金刚石结构的溶解度极限。使用 FP-LMTO（Full Potential Linear Mu n Tin Orbital）方法计算了基于 fcc 底层晶格的多个有序化合物 AlxZr(1-x) 的形成能。考虑所有由对称性允许的弛豫后，我们发现 DO23 结构是 Al3Zr 的稳定结构。随后利用该结果结合聚类扩张，通过 Connolly-Williams 的反方法拟合出通过广义 Ising 模型。examined 了不同方式考虑体积弛豫的方案。这使得我们能够在布拉格-威廉姆斯近似下计算出有限温度下的配置自由能。根据之前的 FP-LMTO 计算，电子激发导致的自由能可以忽略不计。对于有序结构的振动自由能，我们比较了使用弹性常数结合 Debye 模型计算的结果与使用声子谱计算的结果。所有这些步骤最终导致了 Zr 在 Al 中的溶解度极限的计算，结果发现低于实验值。金刚石结构相图中的溶解度极限亦按相同方式计算，可与稳定结构进行比较。
引用
@article{arxiv.cond-mat/0401430,
title = {First principles study of the solubility of Zr in Al},
author = {Emmanuel Clouet and Juan-Miguel Sanchez and Christophe Sigli},
journal= {arXiv preprint arXiv:cond-mat/0401430},
year = {2009}
}